Генрі Бессемер народився 1813 року в графстві Хартфордшир, Англія. Він помер у Лондоні у 1898 році. Перш ніж він змінив світ, він заробляв гроші, продаючи підроблений золотий порошок для фарби. Це було лише початком.
Будучи сином інженера та шрифтолітника, Бессемер з ранніх років виявляв механічні здібності. Він удосконалив набірні машини. Він винайшов рухливі штампи для датування юридичних документів. Потім з’явився золотий порошок. Він був заснований на латуні. Вікторіанська епоха любила пишне прикрашання. Його були потрібні тоннами. Його секретний процес зробив його багатим.
Але невдовзі він звернувся до металургії. Він спроектував машини для переробки цукрової тростини. Вони були передові. Однак сталь залишалася недоступною для більшості людей.
Проблема із залізом та сталлю
У середині XIX століття існувало лише два матеріали на основі заліза. Чавун вироблявся у доменних печах з використанням коксу. Він чудово підходив для колон чи опор мостів. Він добре витримував вагу. Але він був тендітним. Його не можна було використовувати для рейок чи балок.
Коване залізо було альтернативою. Воно виходило із чавуну шляхом «пудлінгування». Цей процес був повільним. Робітники перемішували розплавлене залізо у примітивних печах. Вони видаляли вуглець і згрібали шлак. В результаті виходили «розкави» (blooms). Це були шматки вагою від 100 до 200 фунтів. Вони були сповнені домішок. Парові молоти мали кувати їх разом. Потім їх можна було прокатати у корисні форми.
Справжня сталь добувалась ще складніше. Для цього потрібно додавати вуглець у чисте коване залізо. Процес був повільним та непостійним. Така сталь була твердою. Вона брала заточення. Вона використовувалася майже виключно для різального інструменту.
Випадкове відкриття
Зрушення відбулося під час Кримської війни. Безсемер винайшов подовжений артилерійський снаряд. Він обертався за рахунок порохових газів. Французька влада відхилила його. Їхні чавунні гармати були недостатньо міцними.
Безсемеру потрібно більше міцне залізо. Він експериментував. Він зауважив, що кисень у гарячих пічних газах видаляв вуглець із попередньо нагрітих чавунних чушок. На поверхні залишалася оболонка із чистого заліза. Це було схоже на пудлінгування, але відбувалося швидше.
Потім спробував пропускати повітря через розплавлений чавун. Це очищало метал. Він також додатково нагрівався. Кисень реагував з вуглецем і кремнієм, що містяться у залізі. Тепло дозволяло очищеному залізу легко виливатися.
Він винайшов конвертер із можливістю нахилу. Розплавлена чавунна шихта завантажувалась усередину. Повітря подавалося знизу. Це було ядром процесу Бессемера. Пізніше Роберт Форрест М’юшет додав феромарганцевий сплав. Це видаляло надлишок кисню. В результаті виходили великі зливки без шлаку. Вони були настільки ж оброблюваними, як коване залізо, але набагато більших розмірів.
Фосфорна пастка
Безсемерий оголосив про свій процес у 1856 році. Він виступав перед Британською асоціацією сприяння розвитку науки у Челтнемі. Залізоплавці стікалися до нього. Вони отримували ліцензії.
Процес швидко зазнав невдачі. Два елементи – фосфор і сірка – залишалися в залізі. Вогнетривка футеровка його конвертера не видаляла їх. Процес працював тільки із залізом, що не містить фосфору. Безсемер неусвідомлено використав гарну руду. Його ліцензіати – ні. Їхнє залізо було придатним для пудлінгування, оскільки при нижчих температурах фосфор видалявся саме там. Але воно псувало їхні партії методом Бессемера.
Безсемер відкликав свої ліцензії. Він знайшов джерело заліза у північно-західній Англії, що не містить фосфору. Він сам вийшов на ринок сталі.
Проблема була вирішена лише близько 1877 року. Сідні Гілкріст Томас, британський металург, розробив нове футерування. Вона видаляла фосфор. Це дозволило використати фосфористі руди з континенту. Як тільки це спрацювало, Бессемер знову почав видавати ліцензії. Наслідували величезні прибутки.
Чому це важливо сьогодні
Процес Бессемера дозволив отримати «м’яку сталь». Вона відрізнялася від твердої інструментальної сталі. Вона могла надійно замінити коване залізо. Корабельна броня, балки, листи, прутки, дріт, заклепки – все це стало дешевшим і доступнішим.
Він змінив будівництво. Залізниці розширилися. Стало можливим будівництво хмарочосів. Інфраструктура сучасного світу спиралася на цей дешевий та міцний матеріал.
Процес відкритого тигля, також відомий як процес Сіменса-Мартіна, наприкінці 1860-х років зрештою перевершив винахід Бессемера. Сьогодні стандартом є киснево-конвертерний спосіб виплавлення сталі. Це вдосконалення процесу Бессемера. Пряма наступність очевидна.
Безсемеру було майже 70 років, перш ніж його процес став очевидним успіхом. Він ніколи не переставав винаходити. Він збудував сонячну піч. Це було більше за іграшку. Він спроектував астрономічний телескоп. Він створив машини для полірування алмазів, допомагаючи відродити цю торгівлю у Лондоні.
Він намагався побудувати пасажирський корабель з каютою, що хитається, для запобігання морській хворобі. Це не вдалось.
Він був рицарем у 1879 році. Він став членом Королівського товариства. Його “Автобіографія”, опублікована в 1905 році з главою, написаною його сином, залишається основним джерелом інформації про його життя.
Світ все ще використовує сталь. Вона стала міцнішою. Методи змінились. Але основна ідея – що можна пропускати повітря через розплавлене залізо для його очищення та зміцнення – почалася з конвертера Бессемера. Решта – це інженерія.
